一、       前言

隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，氮?dú)庠诨ぁ㈦娮印⒁苯稹⑹称贰C(jī)械等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，我國(guó)對(duì)氮?dú)獾男枨罅棵磕暌源笥?span>8%的速度增加。 氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，在平常的狀態(tài)下表現(xiàn)為很大的惰性，不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。因此，氮?dú)庠谝苯鸸I(yè)、電子工業(yè)、化工工業(yè)中廣泛的用來(lái)作為保護(hù)氣和密封氣，一般保護(hù)氣的純度要求為99.99%，有的要求99.998%以上的高純氮。液氮是一個(gè)較方便的冷源，在食品工業(yè)、醫(yī)療事業(yè)以及畜牧業(yè)的精液貯藏等方面得到越來(lái)越普遍的應(yīng)用。在化肥工業(yè)生產(chǎn)合成氨時(shí)，合成氨的原料氣—氫、氮混合氣若用純液氮洗滌精制，可使惰性氣體的含量極微小，一氧化硫和氧的含量不超過(guò)20ppm。

氮?dú)庠谑突ぱb置中也有廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用及要求見(jiàn)下表：

純凈的氮?dú)鉄o(wú)法從自然界直接汲取，主要采用空氣分離法。空氣分離法中包括：深冷法、變壓吸附法、膜分離法。

1、            深冷法：

此法是先將空氣壓縮、冷卻，并使空氣液化，利用氧、氮組分的沸點(diǎn)的不同（在大氣壓下氧的沸點(diǎn)為90K，氮的沸點(diǎn)為77K），在精餾塔的塔盤上使氣、液接觸，進(jìn)行質(zhì)、熱交換，高沸點(diǎn)的氧不斷從蒸汽中冷凝成液體，低沸點(diǎn)的氮不斷的轉(zhuǎn)入蒸汽中，使上升的蒸汽中含氮量不斷提高，而下流液體中含氧量越來(lái)越高，從而使氧、氮分離，得到氮?dú)饣蜓鯕狻４朔ㄊ窃?20K以下的溫度條件下進(jìn)行的，故稱為深冷法空氣分離。

2、            變壓吸附法：

變壓吸附法即PSA法（Pressure Swing Adsorption），基于吸附劑對(duì)空氣中的氧、氮組分選擇性吸附而使空氣分離得到氮?dú)狻．?dāng)空氣經(jīng)過(guò)壓縮，通過(guò)吸附塔的吸附層時(shí)，氧分子優(yōu)先被吸附，氮分子留在氣相中，而成為氮?dú)狻Ｎ竭_(dá)到平衡時(shí)，利用減壓將分子篩表面所吸附的氧分子驅(qū)除，恢復(fù)分子篩的吸附能力即吸附劑解析。為了能夠連續(xù)提供氮?dú)猓b置通常設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的吸附塔，一個(gè)塔吸附，另一個(gè)塔解析，按適當(dāng)?shù)臅r(shí)間切換使用。

3、            膜分離法：

膜分離法是利用有機(jī)聚合膜的滲透選擇性，從氣體混合物中分離出富氮?dú)怏w。理想的薄膜材料應(yīng)具有很高的選擇率和滲透性。為了得到經(jīng)濟(jì)的流程，需要很薄的聚合物分離膜（0.1μm），所以需要支撐。滲透器常為板式滲透器和中空纖維滲透器。此法，若產(chǎn)氣量大，所需薄膜表面積太大，薄膜價(jià)格高，雖然膜分離法裝置簡(jiǎn)單，操作方便，但工業(yè)應(yīng)用還不廣泛，本篇不再多述。

深冷制氮已有近百年的歷史，工藝流程不斷改進(jìn)。變壓吸附制氮是近二十年發(fā)展起來(lái)并被市場(chǎng)廣泛接受的技術(shù)。本篇試從流程、費(fèi)用、運(yùn)行和產(chǎn)品種類等方面比較二者的差別，并得出相關(guān)結(jié)論。